O’zbekiston Respublikasi Oliy ta’lim Fan va Innovatsiyalar vazirligi Zahiriddin Muhammad Bobur nomli Andijon Davlat Universiteti Tabiiy fanlar fakulteti Biologiya yo’nalishi

Kurs ishining hajmi: Kurs ishi kirish, 2 ta bob, xulosa, foydalanilgan adabiyotlar ro’yxati hamda rasmdan iborat bo’lib, hajmi 35 betni tashkil etadi.


I-Bob. Genetik ma'lumotlarni uzatish. Prokaryotlar va eukariotlar genomlari
1.1. Genlarni tahlil qilish muammolari
Organizmlarning to'liq genomlarini muvaffaqiyatli ketma-ketlashtirish dastlab genomda kodlangan biologik makromolekulalar tuzilishi va funktsiyalari to'g'risida to'g'ridan-to'g'ri ma'lumot olish uchun organizmlar xromosomalarining nukleotidlar ketma-ketligini aniqlash etarli ekanligi haqidagi illyuziyani keltirib chiqardi. Haqiqat ancha kamroq optimistik bo'lib chiqdi. Biologik ketma-ketlikni aniqlashning o'zi hal qilinishi kerak bo'lgan muammolarning "aysbergning uchi" bo'lib chiqdi, shunda mavjud ketma-ketlik natijalari ma'lum makromolekulalarning biologik ma'nosi haqidagi savollarga tushunarli javoblarga va tavsiyalarga aylantirilishi mumkin edi. Yangi mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun ushbu ketma-ketliklardan bioma'lumotlardan sanoat foydalanish bo'yicha. .
Bitta proteinni kodlaydigan ma'lum bir genomda mavjud bo'lgan ma'lum bir genni ko'rib chiqing. Faqat prokaryotik genomlarning eng oddiy holatida bu gen bitta DNK segmentining nukleotidlari ketma-ketligidir. Eukariotlarda genlarning aksariyati DNK molekulasining turli hududlarida "tarqalgan" va bu genning tuzilishi va genomdagi lokalizatsiyasini aniqlash noaniq vazifadir.
DNK ketma-ketligi oqsil ketma-ketligi bilan to'g'ri keladi. Genetik material ikki zanjirli DNK bilan ifodalangan turlarda genlar har qanday zanjirda joylashishi mumkin.
Bakterial genlar DNKning uzluksiz uzilishlaridir. Shunday qilib, bakteriyalardagi genetik axborotning funksional birligi N aminokislotalar ketma-ketligini kodlaydigan 3N nukleotidlar ketma-ketligi yoki N qoldiqning strukturaviy RNK molekulasini (masalan, ribosomali) kodlovchi N nukleotidlar ketma-ketligidir. Bunday izohli ketma-ketlik genetik ketma-ketlik arxivlaridan birining odatiy yozuvi sifatida saqlanishi mumkin.
Eukariotlarda alohida oqsillarning aminokislotalar ketma-ketligini kodlovchi nukleotidlar ketma-ketligi ancha murakkab tarzda tashkil etilgan . Genning kattaligi va unda kodlangan oqsil o'rtasida bakteriyalarga qaraganda butunlay boshqacha munosabat mavjud. Ko'pincha bitta gen genomik DNKning alohida segmentlari sifatida ifodalanadi.
Ekson - bu ribosoma oqsilga aylanadigan messenjer RNKda saqlanadigan DNK segmenti. Intron DNKning ikki ekzon orasidagi oraliq qismidir. Hujayra mexanizmlari RNK transkriptlaridagi ma'lum segmentlarni ekzonlarni yonboshlab turadigan signal ketma-ketligiga asoslangan holda birlashtiradi. Ko'pgina intronlar juda uzun - ekzonlarga qaraganda ancha uzun.
Tartibga solish mexanizmlari gen ifodasini tashkil qiladi. Organizm hayoti davomida turli xil oziq moddalar kontsentratsiyasiga, stressga yoki to'qimalar va organlar rivojlanishining murakkab dasturlariga javoban genlar yoqilishi yoki o'chirilishi (yoki yanada nozikroq sozlanishi) mumkin.
Ko'pgina DNKni nazorat qilish hududlari oqsillarni kodlaydigan hududlar yaqinida joylashgan. Ular DNKni transkripsiya qiluvchi molekulalar uchun bog'lanish joylari bo'lib xizmat qiladigan ketma-ketliklarni yoki transkripsiya tezligini nazorat qila oladigan tartibga soluvchi molekulalarni (induktorlar, aktivatorlar, repressorlar) bog'laydigan ketma-ketliklarni o'z ichiga oladi. Genomni tahlil qilish, shuningdek, bunday "ma'muriy" kodlanmagan DNK hududlarini dekodlashni o'z ichiga olishi kerak.
Bakterial genomlarda bir xil biokimyoviy yo'lning ketma-ket bosqichlarini katalizlovchi bir nechta oqsillarni kodlaydigan qo'shni genlar operonlarga birlashtiriladi. Operonni tashkil etuvchi genlar birgalikda yoqiladi va o'chiriladi, chunki ular umumiy tartibga solish ketma-ketligi nazorati ostidadir.
Hayvonlarda DNK metilatsiyasi mexanizmlari rivojlanish jarayonida to'qimalarga xos differentsial gen ifodasini ta'minlaydi.
Ba'zi genlarning mahsulotlari hujayra apoptozini qo'zg'atadi va to'qima hujayralarining nazoratsiz o'sishiga olib keladigan apoptoz mexanizmidagi buzilishlar saraton o'smalarining ayrim turlariga xosdir. Ushbu mexanizmlarni blokirovka qilish saraton kasalligini davolashda asosiy yondashuv hisoblanadi.
Shunday qilib, genetik ma'lumotni faqat individual kodlash DNK ketma-ketligiga qisqartirish muqarrar ravishda ular va boshqa molekulyar komponentlar o'rtasidagi o'zaro ta'sirlarning juda murakkab tabiati to'g'risidagi ma'lumotlarning to'g'ri hujayrada kerakli vaqtda ifodalanishini ta'minlaydigan ma'lumotlarning yo'qolishiga olib keladi. va to'g'ri intensivlik bilan va genomning tarixiy va integrativ jihatlarini e'tiborsiz qoldirish.
Majoziy ma'noda, taxminan uch gigabayt ma'lumotni o'z ichiga olgan inson genomini kompyuterning qattiq diskidagi uch gigabaytlik fayllar ko'rinishida tasavvur qilishingiz mumkin. Ushbu genomning ketma-ketligi qattiq diskning tasvirini olish bilan tengdir. Ushbu rasmning o'zida nafaqat bizni qiziqtirgan fayllar (ularning parchalari disk bo'ylab tarqalib ketishi mumkin), balki biz funktsional fayllarni chiqarib olishimiz va tiklashimiz kerak bo'lgan axlat bo'lgan avval o'chirilgan fayllarning qoldiqlarini ham o'z ichiga oladi. genomimiz genlari. Ammo bu hammasi emas, chunki butun kompyuterning ishlashini tushunish uchun diskdan oddiy fayllarni tiklash etarli emas; disk va to'g'ri ishlaydigan kompyuterni anglatadi. Ushbu misolda, kompyuter faoliyati "fayl" genomi tomonidan belgilanadigan, lekin u bilan cheklanmagan organizmdir.
Genetik kod oqsildagi aminokislotalar ketma-ketligini DNKdagi nukleotidlar ketma-ketligi bilan bevosita bog'laydi. Bugungi kunda yangi oqsilning ketma-ketligi haqidagi ma'lumot to'g'ridan-to'g'ri protein sekvensiyasidan ko'ra ko'proq genom tahlilidan olinadi.
tahlilda yuzaga keladigan birinchi muammo DNK ketma-ketligidan yangi oqsillarni bashorat qilishning ishonchliligidir . DNK molekulalari ichidagi protein kodlash ketma-ketligini tanib olish uchun kompyuter dasturlari uch turdagi xatolardan himoyalanmaydi:

1. 
   oqsilning taxmin qilingan birlamchi tuzilishi haqiqiydan farq qiladi;
   
2. 
   prognoz qilingan RNK transkriptining noto'g'ri qo'shilishi;
   

3) oqsil to'liq tavsiflanmagan.
Ushbu ahamiyatsiz xatolarga qo'shimcha ravishda, oqsillarni bashorat qilishni sezilarli darajada murakkablashtiradigan bir qancha boshqa muammolar ham mavjud. Avvalo, turli to'qimalarning turli hujayralarida muqobil qo'shilishning mavjudligi, hatto bitta organizmda ham tegishli oqsillarning butun spektrining
mavjudligiga olib keladi.
Bundan tashqari, hatto aqlga sig'adigan va oqsillarni kodlashi kerak bo'lgan genetik ketma-ketliklar ham genomdagi milliardlab yillik evolyutsiyaning nuqsonli izlari bo'lishi mumkin yoki shunchaki ifoda etilmagan bo'lishi mumkin.
Shunday qilib, genetik ma'lumotni tahlil qilish asosida oqsillarni bashorat qilishning umumiy qoidasi quyidagicha: genomik ketma-ketlikdan olingan oqsil, uning mavjudligi eksperimental ravishda aniqlanmaguncha, faraziy ob'ekt hisoblanadi.